Гидротермальный реактор своими руками

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Термоядерный реактор своими руками

Термоядерный реактор своими руками

Представляю вам статью о том, как можно изготовить термоядерный реактор своими руками!

Но сначала несколько предупреждений:

Эта самоделка использует при своей работе опасное для жизни напряжение. Для начала убедитесь, что вы ознакомлены с правилами техники безопасности при работе с высоким напряжением или имеете квалифицированного друга – электрика в качестве советчика.

При работе реактора будут излучаться потенциально опасные уровни рентгеновских лучей. Свинцовое экранирование смотровых окон является обязательным!

Дейтерий, что будет использоваться в поделке – взрывоопасный газ. Поэтому особое внимание следует уделить проверке на герметичность топливного отсека.

При работе соблюдайте правила ТБ, не забывайте надевать спецодежду и средства индивидуальной защиты.

Список необходимых материалов:

• Вакуумная камера;
• Форвакуумный насос;
• Диффузионный насос;
• Блок питания высокого напряжения, способный выдавать 40 кВ 10 мА. Должна присутствовать отрицательная полярность;
• Высоковольтный делитель – зонд, с возможностью подключения к цифровому мультиметру;
• Термопара или баратрон;
• Детектор нейтронного излучения;
• Счётчик Гейгера;
• Газ дейтерий;
• Большой балластный резистор в диапазоне 50-100 кОм и длиной около 30 см;
• Камера и телевизионный дисплей для отслеживания ситуации внутри реактора;
• Стекло покрытое свинцом;
• Инструменты общего плана (гравёр, дрель и т.д).

Шаг 1: Сборка вакуумной камеры

Для проекта потребуется изготовить вакуумную камеру высокого качества.

Приобретите две полусферы из нержавеющей стали, фланцы для вакуумных систем. Просверлим отверстия для вспомогательных фланцев, а затем сварим всё это вместе. Между фланцами располагаются уплотнительные кольца из мягкого металла. Если вы раньше никогда не варили, было бы разумно, чтобы кто-то с опытом сделал эту работу за вас. Поскольку сварные швы должны быть безупречны и без дефектов. После тщательно очистите камеру от отпечатков пальцев. Поскольку они будут загрязнять вакуум и будет трудно поддерживать стабильность плазмы.

Шаг 2: Подготовка насоса высокого вакуума

Установим диффузионный насос. Заполним его качественным маслом до положенного уровня (уровень масла указан в документации), закрепим выпускной клапан, который затем соединим с камерой (см схему). Прикрепим форвакуумный насос. Насосы высокого вакуума не способны работать с атмосферы.

Подключим воду, для охлаждения масла в рабочей камере диффузионного насоса.

Как только всё будет собрано, включим форвакуумный насос и подождём, пока объём не будет откачан на предварительный вакуум. Далее готовим к запуску насос высокого вакуума путём включения «котла». После того, как он прогреется (может занять некоторое время), вакуум станет быстро падать.

Шаг 3: «Венчик»

Венчик будет присоединяться к проводам высокого напряжения, которые будут заходить в рабочий объём через сильфон. Лучше всего использовать вольфрамовую нить, так как она имеет очень высокую температуру плавления, и будет оставаться целой в течение многих циклов.

Из вольфрамовой нити необходимо сформировать «сферический венчик» примерно 25-38 мм в диаметре (для рабочей камеры диаметром 15-20 см) для нормальной работы системы.

Электроды, к которым крепится вольфрамовая проволока должны быть рассчитаны на напряжение порядка 40 кВ.

Шаг 4: Монтаж газовой системы

Дейтерий используется в качестве топлива для термоядерного реактора. Вам нужно будет приобрести бак для этого газа. Газ добывается из тяжёлой воды путем электролиза с помощью небольшого аппарата Гофмана.

Присоединим регулятор высокого давления, непосредственно в бак, добавим микродозаторный игольчатый клапан, а затем прикрепим его к камере. Шаровой клапан следует установить между регулятором и игольчатым клапаном.

Шаг 5: Высокое напряжение

Если вы можете приобрести блок питания, подходящий для использования в термоядерном реакторе, то проблем возникнуть не должно. Просто возьмите выходной отрицательный 40 кВ электрод и прикрепите его к камере с большим балластным резистором высокого напряжения 50-100 кОм.

Проблема заключается в том, что часто затруднительно (если не невозможно) найти соответствующий источник постоянного тока с ВАХ (вольт-амперной характеристикой) которая полностью бы соответствовала заявленным требованиям ученого-любителя.

На фото представлена пара высокочастотных ферритовых трансформаторов, с 4-ступенчатым множителем (находится за ними).

Шаг 6: Установка детектора нейтронов

Нейтронное излучение является побочным продуктом реакции синтеза. Его можно фиксировать тремя различными приборами.

Пузырчатый дозиметр небольшое устройство с гелем, в котором формируются пузыри, во время ионизации нейтронным излучением. Недостатком является то, что это интегративный детектор, который сообщает общее количество выбросов нейтронов за время, что он использовался (невозможно получить данные о мгновенной скорости нейтронов). Кроме того, такие детекторы довольно трудно купить.

Активное серебро замедлителем [парафином, водой и т.д.], расположенное вблизи реактора становится радиоактивным, испуская приличные потоки нейтронов. Процесс имеет короткий период полураспада (только несколько минут), но если вы поставите счетчик Гейгера рядом с серебром, то результат можно документально зафиксировать. Недостатком этого метода является то, что серебро требует достаточно большого потока нейтронов. Кроме того, систему довольно трудно откалибровать.

GammaMETER. Трубы могут быть заполнены гелий-3. Они похожие на счетчик Гейгера. При прохождении нейтроны через трубку происходит регистрация электрических импульсов. Трубка окружена 5 см «замедляющего материала». Это наиболее точное и полезное устройство регистрации нейтронов, однако, стоимость новой трубки, запредельна для большинства людей, и они чрезвычайно редки на рынке.

Шаг 7: Запускаем реактор

Пришло время включить реактор (не забудьте установить смотровые стекла покрытые свинцом!). Включите форвакуумный насос и подождите, пока объём камеры не будет откачен на предварительный вакуум. Запустите диффузионный насос и подождите, пока он полностью разогреется и достигнет рабочего режима.

Перекройте доступ вакуумной системы к рабочему объёму камеры.

Чуть-чуть приоткройте игольчатый клапан в баке дейтерия.

Поднимайте высокое напряжение, пока вы не увидите плазму (она сформируется при 40 кВ). Помните о правилах электробезопасности.

Если всё пойдет хорошо, вы зафиксируете всплеск нейтронов.

Требуется много терпение, чтобы повысить давление до надлежащего уровня, но после того, как всё получится, управлять им станет довольно просто.

Источник

Реактор для гидротермальной переработки материалов

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки руд и материалов, а также для получения чистых веществ. Реактор содержит обогреваемую камеру растворения и камеру кристаллизации, размещенные на разных уровнях в двух отдельных цилиндрах, соединенных между собой патрубками и снабженных шнековыми устройствами для перемешивания и транспорта веществ. На камере растворения установлено загрузочное устройство. Обе камеры выполнены с разгрузочными отверстиями. Транспорт вещества из камеры растворения в камеру кристаллизации осуществляется под воздействием градиента температур. Изобретение обеспечивает непрерывность процесса и исключает повторное растворение выделившегося из раствора в кристаллизаторе твердого вещества, что обеспечивает высокую производительность. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к переработке руд и других материалов методом гидротермальных транспортных реакций.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому являются выбранные в качестве прототипа аппараты гидротермального синтеза, используемые для выращивания монокристаллов и разделения веществ. Аппараты включают нагреваемую камеру растворения и сообщающуюся с ней камеру кристаллизации, расположенные в противоположных концах одного цилиндра. Транспорт вещества из зоны растворения в зону кристаллизации осуществляется под воздействием градиента температур, обусловленного наличием электронагревательных элементов в зоне растворения и различной степенью теплоизоляции зон растворения и кристаллизации.

Недостатком известных аппаратов является низкая производительность осуществляемого в них процесса. Это обусловлено периодичностью работы аппарата, значительными трудозатратами на загрузку и выгрузку материалов, а также низкой скоростью растворения исходного материала из-за его неподвижности. Дополнительно этому способствует возможность повторного растворения переотложившегося продукта, опускающегося из зоны кристаллизации в зону растворения.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата за счет обеспечения непрерывности процесса и исключения повторного растворения переотложившегося продукта.

Указанная цель достигается тем, что аппарат для гидротермальной переработки материалов, содержащий нагревательную камеру растворения и сообщающуюся с ней камеру кристаллизации, согласно данному изобретению, снабжен соединяющими камеры патрубками, установленными в камерах шнеками, загрузочным и разгрузочными патрубками, причем камеры выполнены в виде отдельных цилиндров.

Производительность аппарата повышается в результате обеспечения непрерывности процесса и повышения скорости растворения исходного материала за счет транспортировки и перемешивания его шнеком.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый аппарат отличается расположением камер растворения и кристаллизации в двух отдельных цилиндрах, а также наличием в них шнековых устройств, соединительных патрубков, загрузочного и разгрузочных устройств.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».

Изучение научно-технической литературы не привело к аналогичной с заявляемой совокупности отличительных признаков, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

На чертеже представлен аппарат для гидротермальной переработки материалов.

Он состоит из загрузочного 1 и разгрузочных бункеров 2-1, 2-2, нагреваемой камеры растворения 3 и камеры кристаллизации 4, выполненных в виде отдельных цилиндров. Для перемешивания и транспортировки веществ цилиндры снабжены шнеками 5, 6, вращение которых осуществляется с помощью электродвигателей 7, 8, соединенных со шнеками через редукторы 9, 10 и зубчатые передачи 11, 12. Камеры растворения и кристаллизации соединены между собой цилиндрическими патрубками 13.

Аппарат работает следующим образом.

Исходное вещество и растворитель из загрузочного устройства 1 поступают в камеру растворения 3, которая находится под нагревом при температуре, соответствующей технологическому режиму. Исходное вещество с помощью шнека 5 перемещается вдоль камеры растворения, при этом скорость вращения шнека обеспечивает необходимое время пребывания вещества в камере растворения. Насыщенный раствор под воздействием градиента температуры перемещается по соединительным патрубкам 13 в камеру кристаллизации 4, где происходит выпадение растворенного вещества в твердый осадок. Освобожденный от растворенных компонентов в камере 4 растворитель возвращается по патрубкам 13 в камеру растворения, где снова насыщается компонентами растворяемого вещества и затем заново возвращается в камеру кристаллизации. Выгрузка продуктов камер растворения и кристаллизации осуществляется через загрузочные устройства 2-1 и 2-2.

Повышение производительности достигается за счет применения шнеков, загрузочного и разгрузочных устройств, патрубковых каналов и оптимального наклона патрубков.

Шнек камеры растворения увеличивает растворимость вещества вследствие его перемешивания, создающего условия для активного контакта растворяемых частиц с растворителем. Он же осуществляет перемещение вещества вдоль камеры от места загрузки к месту выгрузки, обеспечивая вместе с загрузочным и разгрузочными устройствами, а также со шнеком камеры кристаллизации, непрерывность процесса.

Патрубковые каналы увеличивают мощность (площадь поперечного сечения) циркуляционного потока, повышающую массоперенос вещества. Соединительные патрубки 13 могут быть расположены вертикально, горизонтально или под углом.

Угол наклона патрубков (каналов) контролирует скорость циркуляции растворителя и, соответственно, интенсивность массопереноса.

При вертикальном положении патрубков движение растворителя связано с действием силы тяжести и закона Архимеда. Оно наиболее интенсивно, но характеризуется отсутствием четкой упорядоченности прямого и обратного потоков. Это приводит к столкновению встречных течений, вызывающих преждевременное выпадение в осадок растворенных компонентов и возвращение их в камеру растворения, что снижает производительность процесса.

В случае горизонтального положения патрубков движение растворителя обусловлено тепловым расширением жидкости и подчиняется закону Паскаля. По своей интенсивности оно уступает вертикальному (гравитационному) движению, но характеризуется строгой упорядоченностью прямой поток (от горячей к холодной камере) движется по верхней половине канала, а обратный (охлажденный) по нижней.

В промежуточном (наклонном) положении действуют оба закона и обе силы — сила тяжести и сила теплового расширения. Для разделения и транспорта вещества это наиболее благоприятные обстановка и положение, т.к. при этом сохраняются упорядоченность движения потоков и достаточно высокая интенсивность циркуляции растворителя, поддерживаемая за счет действия силы тяжести.

Оптимальный угол наклона патрубков находится между 30 и 70 o .

Применение принудительного охлаждения раствора в камере кристаллизации увеличивает скорость отложения растворенных компонентов, повышая тем самым массоперенос вещества.

Сравнительные результаты работы предлагаемого аппарата с прототипом приведены в таблице.

Экономический эффект изобретения состоит в том, что оно позволяет повысить производительность процесса переработки материалов в 3 и более раза.

Реактор для гидротермальной переработки материалов, содержащий обогреваемую камеру растворения и камеру кристаллизации, размещенную выше камеры растворения и соединенную с ней, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен шнеками, размещенными в камерах, загрузочным устройством, установленным на камере растворения и соединительными патрубками, камеры выполнены в виде двух цилиндров с разгрузочными отверстиями, соединенных патрубками.

Источник